Vrednotenje potencialnih mutagenih nečistot v sintezi vortioksetina z vidika regulatornih zahtevKragelj Lapanja, Nevenka (Avtor) Doljak, Bojan (Mentor) določanje gentotoksičnostigenske mutacijein vitro testivortioksetinteoretični faktor očiščenjaV sklopu raziskovalnega dela za doktorsko disertacijo smo na praktičnem primeru sinteze učinkovine vortioksetin, katere razvoj je potekal v farmacevtskem podjetju Lek d.d., uporabili pristop določitve teoretičnih faktorjev očiščenja (TFO) za vrednotenje mutagenih nečistot. Pristop je opisan v smernici ICH M7: »Assessment and control of DNA reactive (mutagenic) impurities in pharmaceuticals to limit potential carcinogenic risk«, ki je junija 2014 stopila v fazo implementacije s strani regulatornih oblasti. Poleg spremljanja in deklariranja mutagenih nečistot na specifikaciji učinkovine, vstopnega materiala ali intermediata, ima farmacevtska industrija preko smernice ICH M7 na voljo še četrto možnost, ki sloni na razumevanju procesa sinteze in na oceni vpliva procesnih parametrov na nivo pridobljenih in nastalih nečistot. Fizikalno-kemijski parametri nečistot namreč vplivajo na stopnjo njihovega odstranjevanja; kot je na primer njihova kemijska reaktivnost, topnost, hlapnost, ionizabilnost ter druge lastnosti, ki omogočajo odstranjevanje nečistot preko fizikalnih procesov (npr. pri kromatografiji). Če naštetim parametrom pripišemo številčne vrednosti, lahko na ta način izračunamo faktor očiščenja, na podlagi katerega lahko določimo, s kakšno verjetnostjo bomo določeno nečistoto odstranili skozi celotni sintezni proces. Ta pristop je predlagal in prvi opisal A. Teasdale s sodelavci. Če bi pristop upoštevale regulatorne oblasti, bi to za farmacevtsko industrijo pomenilo zmanjšanje časovnega in finančnega tveganja ter bremena, ki nastane zaradi razvoja zahtevnih analitskih metod za vrednotenje mutagenih nečistot. Predlagani pristop izračuna TFO je bil v zadnjih letih uporabljen na številnih praktičnih primerih. Rezultati kažejo na to, da lahko s tem pristopom precej dobro napovemo sposobnost očiščenja nečistot skozi proces ter, da so teoretično določene vrednosti precej konservativne, posebno v primeru ločitve na podlagi topnosti. To pomeni, da je verjetnost, da bi precenili sposobnost očiščenja procesa s tem pristopom zelo malo verjetna. Ustreznost in uporabnost opisanega pristopa smo v sklopu doktorske disertacije ocenili na primeru sinteze vortioksetina. V prvem delu doktorske disertacije smo za štiri potencialno mutagene nečistote, ki lahko nastanejo v sintezi vortioksetina izračunali TFO. Na podlagi poznavanja in spremljanja poteka sinteze ter značilnosti vključenih materialov smo določili vrednosti za naslednje fizikalno-kemijske lastnosti: kemijska reaktivnost, topnost, hlapnost, ionizabilnost in sposobnost prekristalizacije. Čeprav je po osnovnem pristopu, ki ga je opisal Teasdale, prekristalizacija zajeta znotraj opisa topnosti, smo na primeru vortioksetina sposobnost prekristalizacije obravnavali kot samostojen fizikalni proces namenjen očiščenju, saj je bil s tem namenom tudi vpeljan v sintezo. Teoretične izračune smo nato primerjali z analitsko določenimi, ki so bili pridobljeni na podlagi praktičnih raziskav sposobnosti očiščenja skozi sintezni proces (t.im. »deplecijske« študije). Pokazalo se je, da so izračunani TFO zelo konservativni, predvsem v primeru ločitve na podlagi topnosti. Konservativnost pristopa je zelo pomembna zaradi morebitnih odstopanj v procesu, z uporabo konservativnih vrednosti pa tudi zmanjšamo verjetnost, da bi precenili sposobnost očiščenja nečistot skozi sintezni proces. Na praktičnem primeru smo pokazali, da pristop določitve TFO predstavlja dobro podporo pri izbiri ustrezne kontrolne strategije določenih nečistot. Na podlagi izračunanega TFO za eno izmed nečistot lahko namreč napovemo njeno dobro sposobnost očiščenja skozi proces, TFO za ostale nečistote pa nakazujejo potrebo po nadaljnjih analizah in kontroli v procesu. V drugem delu doktorske disertacije smo uporabo pristopa določitve TFO razširili na uporabo pri izboru in utemeljitvi ustreznih vstopnih materialov (VM). Dva izmed treh regulatornih VM v sintezi vortioksetina sta namreč mutagena, zaradi njune prisotnosti pa lahko nastanejo druge mutagene nečistote. V skladu z veljavno regulativo je možnost nastanka in očiščenja nečistot, ki lahko izhajajo iz izbranih VM, eden izmed glavnih kriterijev pri izbiri ustreznih VM. V sklopu raziskovalnega dela za doktorsko disertacijo smo pokazali, da lahko na podlagi izračunanih TFO za mutagen VM 1 in z njim povezane mutagene nečistote napovemo njihovo visoko stopnjo očiščenja. Enako lahko trdimo za vse nečistote, ki lahko izhajajo iz VM 3, medtem ko na podlagi izračunanega TFO za sam VM 3 ne moremo izključiti možnosti njegove prisotnosti v končni zdravilni učinkovini. Zato so za VM 3 potrebne nadaljnje analize in kontrola v procesu. V nadaljevanju raziskovalnega dela smo pristop določitve TFO uporabili tudi za nemutagen VM 2 in z njim povezane nemutagene nečistote, pri čemer smo za določitev zahtevanega očistka uporabili meje za nečistote po ICH Q3A smernici. Ponovno smo pokazali, da ima prekristalizacija, ki je bila vpeljana v proces sinteze vortioksetina, velik vpliv na očiščenje nečistot, zato smo predlagali, da bi prekristalizacija kot stopnja čiščenja predstavljala dodaten kriterij pri utemeljitvi izbire VM. V zadnjem delu doktorske disertacije smo na podlagi odziva, ki smo ga prejeli s strani ameriških zdravstvenih oblasti na vloženo registracijsko dokumentacijo za pridobitev dovoljenja za promet z zdravili, ocenili sprejemljivost pristopa določitve TFO. V določitve TFO smo namreč uporabili kot kontrolno strategijo za večino potencialnih mutagenih nečistot v sintezi vortioksetina. Na podlagi prejetega odziva s strani FDA lahko vidimo, da je pristop določitve TFO sicer sprejemljiv, vendar je bila zahtevana dodatna utemeljitev določitve posameznih faktorjev, skupaj z vsemi dostopnimi eksperimentalnimi podatki. Pokazalo se je tudi, da je agencija zelo previdna pri obravnavi mutagenih ali rakotvornih snovi, ki vstopajo ali nastanejo v zadnjih korakih sinteze zdravilne učinkovine. V primeru mutagenega VM 3 so rezultati izračunanega TFO nakazovali potrebo po nadaljnih analizah, ki so bile tudi izvedene. Rezultati študije prenosa nečistot so pokazali, da je vsebnost VM 3 v vortioksetinu pod 30 % dovoljene meje, zaradi česar rutinsko spremljanje na specifikaciji končne učinkovine ni potrebno. Kljub temu pa utemeljitev ICH M7 kontrolne strategije 4 na podlagi teh rezultatov ni bila sprejeta s strani FDA. V okviru doktorskega dela smo uspešno pokazali uporabnost pristopa na primeru vortioksetina in njegovo sprejemljivost s strani oblasti, katere pa zaenkrat še zahtevajo dodatne utemeljitve izračunanih faktorjev. Uporaba pristopa je v osnovi zelo preprosta, za določitev pravilnih vrednosti pa je potrebno veliko znanja in razumevanja procesa, predvsem pri določanju faktorjev za reaktivnost in topnost, ki imata največji vpliv na odstranjevanje nečistot. Način določitve TFO ter posledično sprejemljivost s strani oblasti se bo najverjetneje povečala z uporabo in silico orodja za določitev TFO. Slednje deluje na podlagi podatkovne baze, ki vsebuje podatke o reaktivnosti določenih snovi pod določenimi pogoji in tipi reakcij. Na ta način določeni TFO tako temeljijo na trdnih znanstvenih dokazih, ki podpirajo napovedane faktorje.[N. Kragelj Lapanja]20202022-06-01 11:36:14Doktorska disertacija137106sl